Борій

Бо́рій (лат. Bohrium, символ Bh) — штучно синтезований (синтетичний) хімічний елемент; атомний номер 107, атомна маса 262 (період напіврозпаду 0,1 с).

Належить до трансактиноїдних елементів d-блоку, 7-го періоду та елементів 7-ї групи як п’ятий член 6d-ряду металів перехідних. У природі не зустрічається. Усі відомі ізотопи борію (із числами масовими від 261 до 278) є високорадіоактивними; найстабільнішим відомим ізотопом є ²⁷⁰Bh.

Історія

Про синтез 107-го елементу вперше 1976 оголосила група вчених на чолі з Юрієм Оганесяном (нар. 1933; Росія) з Об’єднаного інституту ядерних досліджень (м. Дубна, Росія), як пізніше з’ясувалося, помилково. Їхня методика синтезу полягала в дослідженні спонтанного ділення продуктів реакції хімічної злиття ядер Бісмуту-209 і Хрому-54. Згодом отриманий елемент назвали Дубнієм (1997; тепер елемент під номером 105).

У 1981 група вчених під керівництвом Петера Армбрустера (нім. Peter Armbruster; 1931–2024) і Готтфріда Мюнценберга (нім. Gottfried Münzenberg; 1940–2024; обидва — Німеччина) з Інституту важких йонів Центру дослідження важких йонів імені Гельмгольца [нім. Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung; м Дармштадт, Німеччина] за вдосконаленою методикою дослідила продукти синтезу цієї ж реакції: бомбардували мішень з Бісмуту-209 прискореними атомними ядрами Хрому-54 (²⁰⁹Bi + ⁵⁴Cr) і утворили п’ять атомів ізотопу Борію-262. Дослідники з Німеччини довели помилковість результатів, отриманих 1976, та запропонували назвати елемент на честь Нільса Бора «Нільсборій» із символом Ns. 1992 IUPAC визнала пріоритет в ідентифікації 107-го елементу за групою вчених із Інституту важких йонів. Комітет IUPAC 1994 рекомендував назвати елемент «Борієм» (затверджено 1997).

Ізотопи

Борій не має стабільних природних ізотопів. Кілька радіоактивних ізотопів були синтезовані в лабораторії методом злиття двох атомів або спостереження за розпадом важчих елементів. Зареєстровано дванадцять різних ізотопів борію з атомними масами 260–262, 264–267, 270–272, 274 та 278. Усі ізотопи, крім ²⁷⁸Bh, розпадаються через альфа-розпад, хоча є припущення, що деякі невідомі ізотопи Борію зазнають спонтанного поділу.

Фізичні властивості

Через надзвичайно короткий період напіврозпаду ізотопів, експериментально визначити фізичні властивості Борію практично неможливо. Тому більшість даних — це теоретичні припущення на основі аналогії з Ренієм та іншими елементами сьомої групи періодичної системи хімічних елементів. Борій вважають важким металом із передбачуваною високою щільністю близько 27 г/см ³.

Елемент має металевий характер: передбачають добру електропровідність і металічний блиск. Температура плавлення і кипіння точно не визначені, але мають бути дуже високими (за аналогією з Ренієм та іншими елементами сьомої групи). Теплопровідність і твердість невідомі, проте прогнозують, що Борій має властивості типового тугоплавкого перехідного металу.

Хімічні властивості

Електронна конфігурація — [Rn]5f¹⁴7s²6d⁵. П’ятий член 6d-ряду перехідних металів і найважчий елемент сьомої групи періодичної таблиці (після Мангану, Технецію та Ренію). Хімічні властивості вивчені лише частково через надзвичайно обмежене та дороге виробництво, а також тому, що Борій дуже швидко розпадається. Передбачають, що за хімічними властивостями Борій подібний до інших елементів сьомої групи. Припускають, що борій може утворювати стабільний ступінь окиснення +7 (як усі інші елементи сьомої групи). Теоретично Борій може утворювати оксианіони ([BhO₄]^-) зі ступенем окиснення +7. Хімічні властивості металевого Борію невідомі.

Література

Hofmann S., Heinz S., Mann R. et al. Review of even element super-heavy nuclei and search for element 120 // The European Physical Journal A. 2016. Vol. 52. № 6. P. 180.
Wilk P. A. et al. Evidence for New Isotopes of Element 107 : 266Bh and 267Bh // Physical Review Letters. 2000. Vol. 85. № 13. С. 2697–2700.
Denisov V. Y., Hofmann S. Formation of superheavy elements and deexcitation of hot nuclei // Physical Review C. 2000. Vol. 61. № 3. Art. 034606 (16 p.).
Johnson E., Fricke B., Jacob T. et al. Ionization potentials and radii of neutral and ionized species of elements 107 (bohrium) and 108 (hassium) from extended multiconfiguration Dirac–Fock calculations // The Journal of Chemical Physics. 2002. Vol. 116. № 5. P. 1862–1868.
Денисов В. Ю. Синтез надважких елементів // Ядерна фізика та енергетика. 2011. Т. 12. № 2. С. 107–123.